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前日有少年班的童鞋问起,似乎是第二届全国奥林匹克物理知识竞赛的一道题目:
把一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间,在凸透镜的焦点F处放一个点光源S,然后注入水,使水面处于光源S和凸透镜之间,为使凸透镜折射后的光线仍然是一束平行光,则光源的位置应该
A.应适当升高B.应适当降低C.应不动D.无论怎样变动,均无法实现

查阅了下,网上很多给出B选项,估计是忽略了放到水里的透镜的焦距会变化。抽空画了一下,试图从参数变化(图中圆的半径对应折射率)更一般的过程来看结果,和之前的逻辑分析是一致的,在没有具体折射率设定(当然还是玻璃折射率大于水的折射率的前提下),结果是ABC都有可能。

On this day@qiusir blog

2 Responses to “一道光学竞赛题的异议”

  1. qiusir Says:

    网友@欣赏-成长 提到薄透镜和厚透镜差异巨大。

    其实我还真调整了下参数,使得透镜基本单心,当折射率变化,并不影响预判的结果。况且薄透镜只是理想化的一个模型,上图中的透镜模型应该和实际情况更接近吧。

  2. qiusir Says:

    人人上看到刘哲雨(以前少年班的学生)的留言觉得很有道理:
    如果用半球面镜近轴近似来推算的话,确实应该选B的啊 ;“焦点”这个词,就应该是唯一的了。当然实际透镜不能完全聚焦,如果误差大的话就应该选D了,无论光源放到哪里出射的光线都不能完全是平行光。

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